理解JavaScript 中的执行上下文和执行栈

用户7657330

发布于 2020-08-16 15:04:46

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文章被收录于专栏：程序生涯程序生涯

执行上下文是当前 JavaScript 代码被解析和执行时所在环境的抽象概念。

执行上下文总共有三种类型

全局执行上下文：只有一个，浏览器中的全局对象就是 window 对象，this 指向这个全局对象。
函数执行上下文：存在无数个，只有在函数被调用的时候才会被创建，每次调用函数都会创建一个新的执行上下文。
Eval 函数执行上下文：指的是运行在 eval 函数中的代码，不用很少用而且不建议使用。
执行栈 执行栈，也叫调用栈，具有 LIFO（后进先出）结构，用于存储在代码执行期间创建的所有执行上下文。首次运行JS代码时，会创建一个全局执行上下文并Push到当前的执行栈中。每当发生函数调用，引擎都会为该函数创建一个新的函数执行上下文并Push到当前执行栈的栈顶。根据执行栈LIFO规则，当栈顶函数运行完成后，其对应的函数执行上下文将会从执行栈中Pop出，上下文控制权将移到当前执行栈的下一个执行上下文。

执行上下文的创建执行上下文分两个阶段创建：1）创建阶段； 2）执行阶段 创建阶段
1、确定 this 的值，也被称为 This Binding。
2、LexicalEnvironment（词法环境） 组件被创建。
3、VariableEnvironment（变量环境） 组件被创建。
直接看伪代码可能更加直观

ExecutionContext = {  
  ThisBinding = <this value>,     // 确定this 
  LexicalEnvironment = { ... },   // 词法环境
  VariableEnvironment = { ... },  // 变量环境
}

This Binding

全局执行上下文中，this 的值指向全局对象，在浏览器中this 的值指向window对象，而在nodejs中指向这个文件的module对象。
函数执行上下文中，this 的值取决于函数的调用方式。具体有：默认绑定、隐式绑定、显式绑定（硬绑定）、new绑定、箭头函数，具体内容会在【this全面解析】部分详解。
词法环境（Lexical Environment）词法环境有两个组成部分
1、环境记录：存储变量和函数声明的实际位置
词法环境有两种类型
1、全局环境：是一个没有外部环境的词法环境，其外部环境引用为 null。拥有一个全局对象（window 对象）及其关联的方法和属性（例如数组方法）以及任何用户自定义的全局变量，this 的值指向这个全局对象。
2、函数环境：用户在函数中定义的变量被存储在环境记录中，包含了arguments对象。对外部环境的引用可以是全局环境，也可以是包含内部函数的外部函数环境。
直接看伪代码可能更加直观
2、对外部环境的引用：可以访问其外部词法环境

GlobalExectionContext = {  // 全局执行上下文
  LexicalEnvironment: {          // 词法环境
    EnvironmentRecord: {           // 环境记录
      Type: "Object",                 // 全局环境
      // 标识符绑定在这里 
      outer: <null>                 // 对外部环境的引用
  }  
}
 
FunctionExectionContext = { // 函数执行上下文
  LexicalEnvironment: {        // 词法环境
    EnvironmentRecord: {          // 环境记录
      Type: "Declarative",         // 函数环境
      // 标识符绑定在这里               // 对外部环境的引用
      outer: <Global or outer function environment reference>  
  }  
}

变量环境变量环境也是一个词法环境，因此它具有上面定义的词法环境的所有属性。在 ES6 中，词法环境和变量环境的区别在于前者用于存储函数声明和变量（ let和 const ）绑定，而后者仅用于存储变量（ var ）绑定。使用例子进行介绍

let a = 20;  
const b = 30;  
var c;
 
function multiply(e, f) {  
 var g = 20;  
 return e * f * g;  
}
 
c = multiply(20, 30);

执行上下文如下所示

GlobalExectionContext = {
 
  ThisBinding: <Global Object>,
 
  LexicalEnvironment: {  
    EnvironmentRecord: {  
      Type: "Object",  
      // 标识符绑定在这里  
      a: < uninitialized >,  
      b: < uninitialized >,  
      multiply: < func >  
    }  
    outer: <null>  
  },
 
  VariableEnvironment: {  
    EnvironmentRecord: {  
      Type: "Object",  
      // 标识符绑定在这里  
      c: undefined,  
    }  
    outer: <null>  
  }  
}
 
FunctionExectionContext = {  
 
  ThisBinding: <Global Object>,
 
  LexicalEnvironment: {  
    EnvironmentRecord: {  
      Type: "Declarative",  
      // 标识符绑定在这里  
      Arguments: {0: 20, 1: 30, length: 2},  
    },  
    outer: <GlobalLexicalEnvironment>  
  },
 
  VariableEnvironment: {  
    EnvironmentRecord: {  
      Type: "Declarative",  
      // 标识符绑定在这里  
      g: undefined  
    },  
    outer: <GlobalLexicalEnvironment>  
  }  
}

变量提升的原因：在创建阶段，函数声明存储在环境中，而变量会被设置为undefined（在 var 的情况下）或保持未初始化（在 let 和 const 的情况下）。所以这就是为什么可以在声明之前访问 var 定义的变量（尽管是 undefined），但如果在声明之前访问 let 和 const 定义的变量就会提示引用错误的原因。这就是所谓的变量提升。执行阶段此阶段，完成对所有变量的分配，最后执行代码。如果 Javascript 引擎在源代码中声明的实际位置找不到 let 变量的值，那么将为其分配 undefined 值。